(57)【要約】【課題】  ブレーキパッドの摩耗寿命を延ばすことが可能な走行支援装置を提供する。【解決手段】  この走行支援装置は、地図データに含まれる地点Ｐから第２地点Ｑまでの複数の走行ルートＡ，Ｂ毎にブレーキパッドの推定摩耗量を対応付け、最小のブレーキパッドの推定摩耗量が対応づけられた走行ルートを表示する。【選択図】  図８
2005300462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行支援装置において、
地図データに含まれる第１地点から第２地点までの複数の走行ルート毎にブレーキパッドの推定摩耗量を対応付ける手段と、
最小のブレーキパッドの推定摩耗量が対応付けられた走行ルートを表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
特定の走行ルートを選択した場合のブレーキパッドの推定摩耗量を、現在のブレーキパッドの量から減じた値が、閾値を下回る場合には、警告を行う警告手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキパッドの摩耗量情報を用いる走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブレーキから発生するノイズや振動特性と、ブレーキパッドの摩耗寿命との間には、相反する関係があることが明確になってきている。ノイズや振動特性を向上させると、ブレーキパッドの摩耗寿命は短くなる傾向にあるが、ブレーキパッドの摩耗寿命を延ばし、メンテナンスコストを抑えたいという要望もある。なお、ブレーキパッドの摩耗量を検出して警告を行う装置は、例えば、下記特許文献１、特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平７−１０８８８４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ブレーキパッドの磨耗量はその性能によるため、摩耗寿命は本質的には延ばすことができないと考えられてきた。
【０００４】
本発明は、ブレーキパッドの摩耗寿命を延ばすことが可能な走行支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するため、本発明に係る走行支援装置は、地図データに含まれる第１地点から第２地点までの複数の走行ルート毎にブレーキパッドの推定摩耗量を対応付ける手段と、最小のブレーキパッドの推定摩耗量が対応付けられた走行ルートを表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この場合、最小のブレーキパッドの推定摩耗量を与える走行ルートが表示手段に表示されるため、ユーザは必要に応じてかかる走行ルートを選択して走行することができ、したがって、ブレーキパッドの摩耗寿命を延ばすことができる。
【０００７】
また、本発明の走行支援装置は、特定の走行ルートを選択した場合のブレーキパッドの推定摩耗量を、現在のブレーキパッドの量から減じた値が、閾値を下回る場合には、警告を行う警告手段を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
この場合、特定の走行ルートの走行前に、ブレーキパッドの交換時期を知ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の走行支援装置によれば、ブレーキパッドの摩耗寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、ブレーキパッドの摩耗量について説明した後、実施の形態に係る走行支援装置について説明する。
【００１１】
図１は、車両の有するエネルギーＥに対するブレーキパッド（ブレーキロータ）の温度Ｔのグラフである。エネルギーＥが増加すると、温度Ｔも増加する。これらの関数は、Ｔ＝ｆ（Ｅ）で与えられ、Ｅの増加に伴ってＴは単調に増加する。
【００１２】
図２は、ブレーキパッドの温度Ｔに対する摩耗量Ｗの関係を示すグラフである。温度Ｔが増加すると、摩耗量Ｗが増加する。これらの関数は、Ｗ＝ｇ（Ｔ）で与えられ、Ｔの増加に伴ってＷは単調に増加する。
【００１３】
図３は、エネルギーＥに対する摩耗量Ｗの関係を示すグラフである。この関数は上述の関数の合成関数（Ｗ＝ｇ（ｆ（Ｅ）））であり、エネルギーＥが増加すると、摩耗量Ｗは急激に増加する。すなわち、車両のエネルギーＥが判明すれば、温度Ｔ及び摩耗量Ｗは推定できることとなる。車両のエネルギーＥは車両重量ｍに依存し、これは制動エネルギーに対応するものであり、制動エネルギーに対する磨耗量は、ブレーキ諸元、外気温度、ブレーキパッドの冷却特性に依存する。
【００１４】
ここで、特定の道路を走行する車両のエネルギーＥについて考える。
【００１５】
図４は、三次元道路地図データに含まれる単位領域を示す図である。この単位領域内には、南北に延びた道路Ｒが設定されている。例示的に、この単位領域のアドレス（ｎ，ｍ）を（８，１）として説明する。道路Ｒは単一領域内において高低差Ｈを有するものとすると、車両が走行する方向によって車両の有する位置エネルギーは異なることとなる。高所にある車両ほど位置エネルギーは大きく、低所に向かうに場合には、所望の制動力を得るための制動エネルギーが大きくなる。
【００１６】
ここで、北・東に向かう方向を正方向（＋）とし、南・西に向かう方向を負方向（−）とする。この方向設定には、単位領域内における進行方向終端位置における道路の方位を判定すればよい。本例では、道路を北上する方向を（＋）、南下する方向を（−）とする。すなわち、進行方向を決定すれば、高さ情報Ｈに符号付することができる。
【００１７】
図５は、上記単位領域に対応付けられた基礎データの値を示す図である。
【００１８】
この基礎データによれば、車両が（＋）方向に進行した場合には、高低差Ｈ＋＝＋１００ｍ分の位置エネルギーを得ることができ、この道路走行時に見込まれる平均時速Ｖ＋＝３０ｋｍ／ｈ、平均ブレーキ期間Ｎ＋＝３秒である旨が規定されている。車両が（−）方向に進行する場合には、高低差Ｈ−＝−１００ｍ分の位置エネルギーを得ることができ、換言すれば、１００ｍ分の位置エネルギーを失うが、この道路走行時に見込まれる平均時速Ｖ＋＝６０ｋｍ／ｈ、平均ブレーキ期間Ｎ＋＝２秒である旨が規定されている。
【００１９】
高低差は地図情報から、平均時速、平均ブレーキ期間は道路交通情報から得られたデータであり、これらの基礎データは単位領域のアドレスに対応づけて記憶装置のデータベース内に格納されている。
【００２０】
高さＨの位置にある質量ｍの物体の有する位置エネルギーはｍｇＨであり（ｇは重力加速度）、また、速度Ｖを有する物体の運動エネルギーは（１／２）×ｍＶ２で与えられる。したがって、単位領域の道路Ｒを走行する場合の車両が有するエネルギーＥ＊は、（＋）方向に関してはｍｇＨ＋と（１／２）×ｍＶ＋２の和に依存し、（−）方向に関してはｍｇＨ−と（１／２）×ｍＶ−２の和に依存する。
【００２１】
かかるエネルギーＥを有する車両に対して、ブレーキをかける頻度のデータもブレーキ期間Ｎとしてデータベース化されている場合、車両が有するエネルギーＥ＊に見込みのブレーキ期間Ｎを乗じた値がブレーキ摩耗量を支配する実効的な車両のエネルギーＥとなり、単位領域内で必要な制動エネルギーに対応する。したがって、地図データの単位領域のアドレスに関連づけられた実効的な車両のエネルギーＥのデータに基づいて、かかる区間内の道路を、当該車両が走行した場合のブレーキパッド摩耗量Ｗの推定値を演算することができる（図３参照）。
【００２２】
例えば、（＋）方向の車両の実効的エネルギーＥ＋は、ａ，ｂ，ｃを係数として、Ｅ＋＝ａ×（１／２）×ｍＶ＋２＋ｂ×ｍｇＨ＋）×ｃ×Ｎ＋で与えられるものとする、これをＷ＋＝ｇ（ｆ（Ｅ＋）に代入すると、エネルギーから摩耗量Ｗを推定できる。この推定摩耗量の式における各係数ａ，ｂ，ｃ及び関数ｆ，ｇは、実車で試行走行を繰り返すことにより得られる実際のブレーキパッド摩耗量Ｗを、この式に代入して得られる複数の連立方程式を解けば、得ることができる。（−）方向に関しても同様である。
【００２３】
ここで、上述の単位領域を一般化して表記する。
【００２４】
図６は、上記単位領域に対応付けられたデータの値を一般化して示す図である。この単位領域のアドレス（ｎ，ｍ）＝（ｋ，ｌ）であるとする。このアドレス（ｋ，ｌ）に対応づけて、（＋）方向走行時の高低差Ｈ＋、平均速度Ｖ＋、平均ブレーキ期間Ｎ＋、（−）方向走行時の高低差Ｈ−、平均速度Ｖ−、平均ブレーキ期間Ｎ−が、記憶装置のデータベース内に格納されている。
【００２５】
図７は、上記単位領域に対応付けられたブレーキパッド摩耗量Ｗの値を一般化して示す図である。上述の推定摩耗量Ｗの式に、図６に示した基礎データを導入することにより、アドレス（ｋ，ｌ）の単位区間内において（＋）方向に走行した場合のブレーキパッドの摩耗量、すなわち、推定摩耗量Ｗ＋、（−）方向に走行した場合の推定摩耗量Ｗ−を得ることができる。地図データの単位領域のアドレス（ｋ，ｌ）における推定摩耗量Ｗ＋（ｋ，ｌ），Ｗ−（ｋ，ｌ）の値は、データベースにアドレスと対応づけて格納される。
【００２６】
アドレス（ｋ，ｌ）の単位領域内の特定道路を車両が走行する予定の場合、まず、車両の進行方向が（＋）方向であるか、（−）方向であるかを判定する。ルート検索時に選択される道路の単位領域内の進行方向終端位置の方位を記憶し、記憶された方位に対応づけられた正負情報（（＋）（−））に対応して、正の基礎データ又は負の基礎データのいずれかを単位領域のアドレスと共に読み出す。
【００２７】
すなわち、進行方向が（＋）方向であればＷ＋（ｋ，ｌ）の値を推定摩耗量として決定し、（−）方向であればＷ−（ｋ，ｌ）の値を推定摩耗量として決定する。
【００２８】
図８は、広域の道路地図データ上に設定された地点Ｐと地点Ｑを結ぶルートＡ，Ｂを示す。このルートＡ，Ｂは、カーナビゲーション装置における距離優先ルート検索によって、検索されたものとする。図６、図７に示した推定磨耗量データは、この道路地図データの単位領域のアドレス（ｋ，ｌ）に対応づけて、磨耗量地図データとして記憶装置内に格納されている。
【００２９】
走行ルート毎の推定磨耗量の演算には、まず、各ルートＡ，Ｂ毎に、そのルートが通る単位領域のアドレス（ｋ，ｌ）を、全て抽出する。ルート毎に抽出された各アドレス（ｋ，ｌ）毎に車両の進行方向（＋），（−）示す方向データを付す。抽出された各アドレス（ｋ，ｌ）に対応づけられた方向データ毎の推定摩耗量（Ｗ＋，Ｗ−）を全て抽出し、抽出された推定磨耗量をルート毎に全て積算する。
【００３０】
ルートＡが通る各アドレス毎の推定摩耗量を積算することにより、ルートＡを通った場合の推定摩耗量を算出することができる。また、ルートＢが通る各アドレス毎の推定摩耗量を積算することにより、ルートＢを通った場合の推定摩耗量を算出することができる。地点ＰからＱに向かう複数のルートを選択し、選択された複数のルートを摩耗量の少ない順番に並べれば、摩耗量優先のルート検索が実行できる。
【００３１】
図９は、上述の演算を行うための走行支援装置の図である。
【００３２】
この走行支援装置は、ＧＰＳ１から得られた現在位置データ、ブレーキスイッチ７のＯＮ／ＯＦＦデータ、車速データ９が入力されるナビゲーションシステム２と、ナビゲーションシステム２の演算結果に基づいて摩耗量優先のルートを表示できる表示器６、警告表示を行う警告ランプ８を備えている。ナビゲーションシステム２は、道路地図データ４と、道路地図データにおける単位領域のアドレスに対応した摩耗量を格納した摩耗量地図データ３と、入力に応じて演算を行う演算部５とを備えている。
【００３３】
図１０は、演算部５における制御を示すフローチャートである。
【００３４】
ユーザがナビゲーションシステム２を操作し、ルート検索モードを選択すると（Ｓ１）、検索時の優先条件が磨耗量であるかどうかを判定する（Ｓ２）。検索時の優先条件が磨耗量でない場合は、距離優先のルート検索であるかどうかについて判定し（Ｓ３）、いずれでもない場合には、別項目の優先条件でルート検索を行う。ステップＳ３において優先条件が距離である場合には、距離優先のルート検索を行う。
【００３５】
距離優先のルート検索の単純な一例としては、地図データ４が複数の単位領域に分割されており、この単位領域内において道路の長さを規定しておき、地点Ｐから始めて、隣接する単位領域の境界における道路位置が連続するかどうかを判定し、この条件を満たす単位領域を地点Ｑ方向に向かって格納していき、Ｑに到達した時点で格納された単位領域内の道路距離の総和が短くなる順番に、選択した単位領域に対応するルートを表示器６に表示する。
【００３６】
なお、距離優先のルート検索方法としては、種々のものが知られており、従来からある市販のナビゲーションプログラムを用いればよい。
【００３７】
ステップＳ２において、検索時の優先条件が磨耗量である場合、磨耗量優先のルート検索プログラムが実行される。まず、ＧＰＳ１の示す現在位置Ｐが設定される。目的地Ｑは、ユーザによって決められているものとする。そして、現在位置Ｐから目的地Ｑに向かう複数のルートが検索される。ここでは、まず、従来から知られる距離優先のルート検索方法を用いる。
【００３８】
すなわち、磨耗量は一般に走行距離が短いほど少ないのであるから、距離優先のルート検索を実行することで、地点ＰからＱに向かう複数のルートＡ，Ｂを選択し、各ルートにおける推定磨耗量を、磨耗量地図データ３に関連づけて求める（Ｓ４）。ルート毎の推定磨耗量の演算には、道路地図データ４に対応付けられる単位領域毎の磨耗量を格納した磨耗量地図データ３（図７、図８）を用いる。ルート毎の推定磨耗量の演算方法は、上述の通りである。すなわち、検索された各ルートが通る単位領域の各アドレス（ｋ、ｌ）毎の進行方向に対応した推定摩耗量（Ｗ＋，Ｗ−）をルート総経路において積算することにより、車両が各ルートを通った場合の推定摩耗量を演算することができる。
【００３９】
次に、選択された複数のルートＡ，Ｂを推定摩耗量の少ない順番に並べ変え、推定磨耗量の少ないルート順に、検索されたルートを表示器６に表示する（Ｓ５）。この並べ替えにはソートプログラムを用いる。
【００４０】
なお、演算部５は、学習機能を実行することができる。すなわち、上述の基礎データ（Ｖ＋、Ｎ＋、Ｖ−、Ｎ−）が変更された場合には、単位領域のアドレス（ｋ，ｌ）における推定摩耗量（Ｗ＋，Ｗ−）を変更することができる。詳説すれば、各基礎データ（Ｖ＋、Ｎ＋、Ｖ−、Ｎ−）は、初期値を有しており、実測した基礎データ（Ｖ＋、Ｎ＋、Ｖ−、Ｎ−）が、初期値と比較して許容誤差を超えて所定回数以上異なる場合には、初期値と実測基礎データ（Ｖ＋、Ｎ＋、Ｖ−、Ｎ−）の平均値を新たな基礎データとして記憶し、上述の方法で求められた式に基づいて推定摩耗量（Ｗ＋，Ｗ−）の値を書き換える（更新機能）。
【００４１】
この学習機能を実行するため、ブレーキスイッチ７の出力がブレーキ頻度として入力され、平均車速を得るための車速データ９が入力され、これらのデータに応じて、上述の基礎データを書き換えることができる。なお、渋滞時間帯などの時刻に応じた基礎データを設定することもでき、この場合には、学習機能に時刻の要素を入れること、すなわち、時間帯毎の基礎データの更新機能を設定することもできる。
【００４２】
なお、上述の手法では、データベース内に既に記憶された単位領域における推定磨耗量を、選択ルート毎に積算することで、ルート毎の推定磨耗量を演算したが、これは、基礎データだけを単位領域毎に記憶したデータベースを使用し、ルート検索の度に、基礎データに基づいて単位領域毎の推定磨耗量を上述の方法で求められた式で演算し、これを積算してもよい。また、上記では、推定磨耗量を単位領域毎に記憶することとしたが、これは、個別の道路区間毎に推定磨耗量を設定し、各ルートに含まれる道路区間に対応する推定磨耗量を積算することで、ルート毎の推定磨耗量（積算値）を演算する構成とすることもできる。
【００４３】
図１１は、演算部５における別の制御を示すフローチャートである。
【００４４】
演算部５は、ルート検索時に推定磨耗量の演算を実行するが、特定の走行ルートを選択した場合のブレーキパッドの推定摩耗量を、現在のブレーキパッドの量から減じた値（残量）が、閾値ＷＴを下回るかどうかを判定し（Ｓ１０）、下回った場合には、ユーザに警告を行う警告ランプ（警告手段）を点灯させる（Ｓ１１）。この場合、特定の走行ルートの走行前に、ブレーキパッドの交換時期を知ることができる。なお、現在のブレーキパッドの量は、ブレーキパッドの量を検出するストロークセンサなどのセンサを用いて検出することができる。
【００４５】
以上、説明したように、上述の走行支援装置は、地図データ４に含まれる第１地点Ｐから第２地点Ｑまでの複数の走行ルートＡ，Ｂ毎にブレーキパッドの推定摩耗量Ｗを対応付ける手段（Ｓ４）と、最小のブレーキパッドの推定摩耗量を与える走行ルートを求め（Ｓ５）、これを表示する表示器（表示手段）６とを備えている。最小のブレーキパッドの推定摩耗量を与える走行ルートが表示器６に表示されるため、ユーザは必要に応じてかかる走行ルートを選択して走行することができ、したがって、摩耗寿命を延ばすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ブレーキパッドの摩耗量情報を用いる走行支援装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】車両の有するエネルギーＥに対するブレーキパッド（ブレーキロータ）の温度Ｔのグラフである。
【図２】ブレーキパッドの温度Ｔに対する摩耗量Ｗの関係を示すグラフである。
【図３】エネルギーＥに対する摩耗量Ｗの関係を示すグラフである。
【図４】地図データに含まれる単位領域を示す図である。
【図５】単位領域に対応付けられたデータの値を示す図である。
【図６】単位領域に対応付けられたデータの値を一般化して示す図である。
【図７】単位領域に対応付けられた摩耗量の値を一般化して示す図である。
【図８】広域の道路地図データ上に設定された地点Ｐと地点Ｑを結ぶルートＡ，Ｂを示す。
【図９】演算を行うための走行支援装置の図である。
【図１０】演算部５における制御を示すフローチャートである。
【図１１】演算部５における別の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
２・・・ナビゲーションシステム、３・・・磨耗量地図データ、４・・・道路地図データ、５・・・演算部、６・・・表示器、７・・・ブレーキスイッチ、８・・・警告ランプ、９・・・車速データ。
【図１】
2005300462.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005300462.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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